DE3316001C2

DE3316001C2 - Mikrokanalplatte sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE3316001C2
Application number: DE3316001A
Authority: DE
Inventors: John Treagus San Jose Calif. Balkwill
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1982-05-03
Filing date: 1983-05-03
Publication date: 1986-04-17
Also published as: IL68361A0; GB2119361B; FR2526222A1; FR2526222B1; DE3316001A1; GB2119361A

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist der Aufbau für eine Mehrfachfaser für Mikrokanal-Platinen, wobei mehrere Mehrfachfasern parallel geschichtet und zur Bildung eines einheitlichen Körpers bei der Herstellung von Mikrokanal-Platinen zusammengepreßt werden. Jede Mehrfachfaser ist im Querschnitt sechseckförmig ausgebildet und einzelne mit dickeren Kanalwänden versehene Fasern sind an den Ecken des Sechsecks angeordnet, um Zerstörungen der Eckfasern, die den stärksten äußeren Kräften ausgesetzt sind, zu verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mikrokanalplatte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Werden zur Bildung der Mikrokanalplatte die einzelnen polygonen Segmente zusammengeschichtet, so besteht die Gefahr, daß die an den Eckpunkten angeordneten zylindrischen Glasröhren verformt werden und kleine Abtrennungen oder Abspaltungen zwischen den Kanälen entstehen. Derartige Fehlstellen führen bei der Verwendung der Mikrokanalplatte für Elektronen- oder Bildverstärkerröhren zu Dunkelstellen, d. h. zu Beeinträchtigungen der Bildqualltat.

Aus der DE-AS 21 11 329 ist eine Mikrokanalplatte ■für eine Elektronen- oder Bildverstärkerröhre bekannt, die aus einem Glaskörper mit zwei nahezu parallelen Grenzflächen besteht, der von einem Netzwerk großer Dichte von Mikrokanälen zwischen diesen Flächen durchquert ist. Bei dieser bekannten Mikrokanalplatte sind die einzelnen Mikrokanalröhrchen zu einem Körper von kreisförmigem Querschnitt zusammengefaßt, wobei zur Erhöhung der Stabilität die im mittleren Teil des Körpers angeordneten hohlen Mikrokanalröhrchen von materialgefüllten Mikrokanalröhrchen am Rand des Körpers umgeben sind. Die am Rand angeordneten, gefüllten Mikrokanalröhrchen tragen jedoch nicht zur Sekundäremissionsverstärkung bei der Verwendung der Mikrokanalplatte für eine Elektronen- oder Bildverstärkerröhre bei. Darüber hinaus ist die kreisrunde ίο Form des aus den Mikrokanalröhrchen zusammengesetzten Körpers weniger gut zum Ausfüllen eines Querschnittes geeignet, als dies bei einer Vereinigung der Mikrokanalröhrchen zu einem Segment der Fall ist, dessen Querschnitt ein volls rändig ausgefülltes Vieleck bildet

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Mikrokanalplatte der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, bei der die Gefahr der Beschädigung der an den Eckpunkten der Segmente angeordneten Glasröhren beim Zusammenfassen der Segmente zur Mikrokanalplatte verringert ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß auch die an den Eckpunkten der Segmente angeordneten Glasröhren durchlässig sind und so zur Sekundäremissionsverstärkunf beitragen.

In der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen näher erläutert werden. Es zeigen: F i g. 1 einen Querschnitt eines Eckbereiches eines sechseckigen Mikrokanalplatten-Segments mit einer am Eckpunkt angeordneten Glasrohre zweitei Art und

Fig.2 einen Querschnitt eines Eckbereiches eines sechseckigen Mikrokanalplatten-Segments mit jeweils drei am Eckpunkt angeordneten Glasröhren zweiter Art.

Eine Mikrokanalplatte wird aus mehreren Mehrfachfasern (Segmenten) mit der Fläche eines regelmäßigen Vielecks als Querschnitt zusammengesetzt und ein Bündel von Mehrfachfasern durch kompaktes Parallelschichten und Zusammenpressen der Mehrfachfasern hergestellt. Die Mehrfachfasern enthalten zwei Arten zylindrischer Glasröhren, die in Säulenform zu einem Bündel zusammengesetzt werden, das anschließend in dünne Scheiben geschnitten wird.

Die zwei Arten einzelner Glasröhren weisen denselben Außendurchmesser auf. Eine größere Anzahl dieser Glasröhren wird parallel und kompakt zusammengeschichtet, so daß eine größtmögliche Anzahl von Glasröhren pro Querschnittseinheit der Mehrfachfaser gebildet wird. Da sämtliche einzelne Glasröhren denselben Außendurchmesser aufweisen, bilden die Querschnittsmitten gleichseitige Dreiecke in jeder Mehrfachfaser aus.

Die Mehrfachfasern oder Segmente werden so zusammengesetzt, daß sie im Querschnitt ein gleichmäßiges Sechseck bilden, so daß sie beim Zusammenschichten keinen Zwischenraum zwischen sich ausbilden, indem im Idealfall drei benachbarte Mehrfachfasern an einem einzigen Punkt zusammenstoßen (der sogenannten Mehrfaeheeke). Damit wird- nicht nur ein wabenförmiges Muster aus Mehrfachfasern über den gesamten Querschnitt des zusammengefügten Bündels gebildet, sondern die einzelnen, zu unterschiedlichen Mehrfachfasern gehörenden Glasröhren bilden auch gleichmäßige Lagen bzw. Schichten entlang der Mehrfachfaser-Grenzen. Es können auch Mehrfachfasern anderer Querschnittsform, beispielsweise in Form gleichseitiger

Dreiecke oder Rauten zusammengesetzt werden, die dem gleichen Zweck dienen, jedoch wird die hexagonale Querschnittsform vorgezogen, da einzelne Glasröhren an oder in der Nähe scharfer Kanten leicht zerstört werden können, wenn die Mehrfachfasern zusammengefügt und zu einem einstückigen Bündel zusammengepreßt werden.

Es gibt keine strenge Begrenzung hinsichtlich der Anzahl einzelner, zur Bildung einer Mehrfachfaser zusammengefügter Glasröhren besteht die Mehrfachfaser im Querschnitt aus einem gleichmäßigen Sechseck, und enthält jede Seite π einzelne Glasröhren, so beträgt die Gesamtzahl einzelner Glasröhren einer derartigen Mehrfachfaser N=3/2² —3/3+1. Falls η extrem groß oder klein ist, so können die Herstellung und die Bildqualität nachteilig beeinflußt werden. Eine Zahl N in der Größenordnung von mehreren Tausend wird im folgenden bevorzugt

Bei einem Ausführungsbeispiel wurden insgesamt 2437 einzelne Glasröhren (d.h. π = 29) für jede Mehrfachfaser verwendet, von denen sechs dieser 2437 einzelnen Glasröhren einen beträchtlich kleine-en Kanalquerschnitt aufweisen. Da alle einzelnen Glasröhren denselben Außendurchmesser aufweisen, bedeutet dies, daß diese sechs einzelnen Glasröhren eine dickere Kanalwand aufweisen und aus diesem Grunde mit geringerer Wahrscheinlichkeit zerbrochen oder in anderer Weise beschädigt werden können. Jeweils eine dieser speziellen Glasröhren wird an jeder Ecke des Sechsecks angeordnet, wc die auf die Mehrfachfaser wirkenden äußeren Kräfte am stärksten sind.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt eines Eckbereichs eines sechseckigen Segments oder einer sechseckigen Mehrfachfaser 10. Glasröhren erster Art 12 und zweiter Art 11 mit demselben Außendurchmesser werden kornpakt und parallel zusammengeschichtet, so daß eine größtmögliche Anzahl von Glasröhren i i und Ϊ2 eine Querschnittseinheit der Mehrfachfaser 10 ausfüllen. Die in F i g. 1 dargestellten Glasröhren erster und zweiter Art sind insofern voneinander zu unterscheiden, als die Glasröhren erster Art 12 einen größeren Kanaldurchmesser bzw. dünnere Kanalwände aufweisen. Bei diesem Ausführungsbeispiel belegt eine Glasrohre zweiter Art 11 jede Ecke des Sechsecks der Mehrfachfaser, während die verbleibenden Glasröhren aus Glasröhren erster Art 12 gebildet werden. Mit arderen Worten werden 2431 Glasröhren erster Art und sechs Glasröhren zweiter Art zur Herstellung einer Mehfachfaser verwendet.

Die Glasröhren erster und zweiter Art IJ und 12 können aus identischen Glasröhren hergestellt werden. Glasröhren mit einem Anßendurchmesser von 35 mm und einer Wanddicke von 4 mm werden beispielsweise auf einen Außendurchmesser von 0,8 mm gezogen, wobei eine Glasstang; mit einem Durchmesser von 23 mm zur Herstellung einer Glasrohre erster Art und eine dünnere Glasstange mit einem Durchmesser von 19 mm zur Herstellung einer Glasrohre zweiter Art verwendet wird.

Die nach Fig.! aufgebauten Mehrfachfasern oder Segmente werden wiederum eng parallel zusammengepackt, um ein Bündel zu bilden, das im Idealfall an den Grenzen keinen leeren Raum aufweist. Das führt dazu, daß die Ecken dreier benachbarter Mehrfachfasern miteinander in Berührung kommen, wenn die Mehrfachfasern exakt nach def.i vorbeschriebenen Muster zusam- . mengestellt sind. Nachdem mehrere derartige Mehrfachfasern zur Bildung eines Bündels zusammengepackt sind, wird das Bündel quer in dünne Scheiben geschnitten, wozu an sich bekannte und hier nicht näher erläuterte Verfahren angewendet werden können. Anschließend werden die so gebildeten Mikrokanalplatten trichterförmig aufgebohrt und geätzt, um das Verhältnis der offenen Oberfläche zur Gesamtfläche der Platte zu vergrößern, die danach lackiert und mit dünnen Schichten eines anderen Material wie beispielsweise MgO, SiO und SiO₂ versehen wird, damit geladene Teilchen beim Gebrauch der Mikrokanalplatte beispielsweise in einer Photovervielfacherröhre daran gehindert werden, rückwärts zu fliegen. So weist die Mikrokanalplatte eine im wesentlichen flache Oberfläche auf, die aus hexagonalen, eng und gleichmäßig aneinander nach Art eines Wabenmusters angepaßte Segmenten besteht, wobei jedes Sechseck den Querschnitt einer zusammengesetzten Mehrfachfaser darstellt, die aus Glasröhren zweiter Art mit dickeren Röhrenwänden an den Ecken und Glasröhren erster Art im übrigen Bereich in gleichmäßigen Schichten zusammengesetzt ist.

Die mit dickeren Wänden versehenen Glasröhren zweiter Art 11 setzen äußeren Kräften s.ärkeren Widerstand entgegen. Dadurch wird nicht nur verhindert, daß die Röhrenwände zerbrechen, wenn diese Glasröhren zusammengepackt und zu einem einheitlichen Bündel gepreCi werden, sondern die Eckröhren sind darüber hinaus unempfindlicher gegen das trichterförmige Aufbohren und Ätzen.

Fig.2 zeigt e>nen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, daß drei Glasröhren zweiter Art 11' statt einer Glasrohre zweiter Art an jeder der sechs Ecken der sechseckförmig aufgebauten Mehrfachfaser angeordnet sind. Dadurch enthält jede Mehrfachfaser 2419 Glasröhren erster Art 12' und 18 Glasröhren zweiter Art 11', wenn /7=19 ist. Werden diese Mehrfachfasern in gleicher Weise zsuammengefügt und zu einem Gesamtbündel zusammengepreßt, so findet man jeweils neun an jeder Mehrfachecke zusammengedrängt. Diese Ausführungsform weist den Vorteil einer zusätzlichen Verstärkung an den Ecken auf, wo die Kanalwände mit größerer Wahrscheinlichkeit brechen können. Auf der anderen Seite neigen Zusammenfügungen einer größeren Anzahl Glasröhren zweiter Art mit kleinerem Kanaldurchmesser dazu, den visuellen Eindruck der Mikrokanalplatte ungünstig zu beeinflussen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mikrokanalplatte mit einer im wesentlichen flachen Frontfläche, gebildet aus einer Vielzahl kompakt zusammengeschichteter Segmente, von denen jedes Segment eine Oberfläche aufweist, die als regelmäßiges Vieleck einen Teil der Frontfläche bildet, wobei jedes Segment eine große Anzahl zylindrischer Glasröhren aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (10) eine große Anzahl zylindrischer Glasröhren erster Art (12,12'} und eine geringere Anzahl zylindrischer Glasröhren zweiter Art (11,11') mit dickeren Röhrenwänden als die der Glasröhren erster Art (12,12') enthält, wobei die Glasröhren erster und zweiter Art den gleichen Außendurchmesser aufweisen und kompakt zueinander parallel in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche geschichtet sind und mindestens eine Glasrohre zweiter An (H, 1Γ) an jeder Ecke des regelmäßigen Vielecks vorgesehen ist.

2. Mikrokanalplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das regelmäßige Vieleck ein Sechseck ist.

3. Mikrokanalplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sechs Glasröhren zweiter Art (11) vorgesehen sind.

4. Mikrokanalplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß achtzehn Glasröhren zweiter Art (11') vorgesehen sind und je drei der Glasröhren zweiter Art (l V) an jeder Ecke des Sechsecks angeordnet sind.

5. Verfahren zur Herstellung /on Mikrokanalplatten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem Mehrfachfasern mit der Fläche eines egelmäßigen Vielecks als Querschnitt zusammengesetzt werden und ein Bündel durch kompaktes Parallelschichten und Zusammenpressen der Mehrfachfasern hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachfasern (10) durch kompaktes und paralleles Schichten der zylindrischen Glasröhren erster Art (12,12') und der zylindrischen Glasröhren zweiter Art (11,11') in Säulenform zu einem Bündel zusammengesetzt werden, welches anschließend in Scheiben geschnitten wird.